Stabilizzazione dei Metalli
Il processo di vibro-distensione si basa su un meccanismo di stabilizzazione tramite vibrazioni VSR con conseguente omogeneizzazione degli stress residui.
Infatti, se una forza esterna periodica fa vibrare una struttura metallica ad un'ampiezza definita e a bassa frequenza, la vibrazione viene trasmessa attraverso l'intera struttura. Se questa risulta isolata e non vi sono attenuazioni, tale vibrazione continuerà all'infinito, anche senza apporto di energia.
La particolarità dei metalli di trasformare energia meccanica in calore, perfino con sollecitazioni alternate ben al di sotto del punto teorico di snervamento macroscopico, è dovuta all'attrito interno o smorzamento. In corrispondenza di sollecitazioni molto contenute, come quelle conseguenti alle vibrazioni, lo smorzamento è causato da processi termici, magnetici o atomici. Esso è espresso da un certo angolo di fase tra lo stress applicato e la deformazione risultante, come diminuzione della tensione stessa e quindi rilassamento.
Il processo VSR prevede il trattamento dei pezzi a particolari frequenze di risonanza indotte da un vibratore meccanico fissato alla struttura da trattare, le quali vengono determinate grazie ad un’apposita apparecchiatura.
Le vibrazioni producono l’effetto atteso senza danneggiare il materiale, agendo fino al raggiungimento della completa distensione ad una bassa ampiezza e con un impiego energetico non troppo elevato; l’energia qui utilizzata viene fornita dall' apparecchiatura VIBMATIC 600, che è stato applicata alla struttura.
Durante la vibrazione lo smorzamento, ossia il rilassamento della struttura, dipende dalla costante adimensionale del modulo di elasticità, dalla frequenza delle vibrazioni e dal tempo di distensione. L'abbattimento avviene principalmente dove sono localizzate situazioni di stress disomogenee; viene così generato attrito in tali punti e si acquisisce un livello di energia locale più alto, che permette la diminuzione di tensione monodirezionale.
L'energia spesa in questa omogeneizzazione deve essere sostituita dall'energia fornita dal motore. Di conseguenza, l'assorbimento di corrente del motore può costituire una misura dello stato di stress residuo.
Nel momento in cui l’energia impiegata diminuisce, rispetto al momento d’inizio del trattamento, si può considerare la stabilizzazione avvenuta. Raggiunta tale fase, la stabilizzazione può essere controllata tecnicamente, tramite la misurazione della riduzione del consumo di corrente assorbita dall'apparecchiatura. Una volta raggiunto questo step, con molta probabilità non sarà più possibile che si presentino deformazioni dovute ad ulteriori lavorazioni meccaniche.
La durata del trattamento complessivo è variabile, ma indicativamente la si può fissare attorno ai 30 minuti, anche per pezzi con peso sino a 50 tonnellate.
